app/test/test_distributor_perf.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2010-2017 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include "test.h"
   6
   7 #include <unistd.h>
   8 #include <string.h>
   9 #include <rte_mempool.h>
  10 #include <rte_cycles.h>
  11 #include <rte_common.h>
  12 #include <rte_mbuf.h>
  13 #include <rte_distributor.h>
  14 #include <rte_pause.h>
  15
  16 #define ITER_POWER_CL 25 /* log 2 of how many iterations  for Cache Line test */
  17 #define ITER_POWER 21 /* log 2 of how many iterations we do when timing. */
  18 #define BURST 64
  19 #define BIG_BATCH 1024
  20
  21 /* static vars - zero initialized by default */
  22 static volatile int quit;
  23 static volatile unsigned worker_idx;
  24
  25 struct worker_stats {
  26         volatile unsigned handled_packets;
  27 } __rte_cache_aligned;
  28 static struct worker_stats worker_stats[RTE_MAX_LCORE];
  29
  30 /*
  31  * worker thread used for testing the time to do a round-trip of a cache
  32  * line between two cores and back again
  33  */
  34 static int
  35 flip_bit(volatile uint64_t *arg)
  36 {
  37         uint64_t old_val = 0;
  38         while (old_val != 2) {
  39                 while (!*arg)
  40                         rte_pause();
  41                 old_val = *arg;
  42                 *arg = 0;
  43         }
  44         return 0;
  45 }
  46
  47 /*
  48  * test case to time the number of cycles to round-trip a cache line between
  49  * two cores and back again.
  50  */
  51 static void
  52 time_cache_line_switch(void)
  53 {
  54         /* allocate a full cache line for data, we use only first byte of it */
  55         uint64_t data[RTE_CACHE_LINE_SIZE*3 / sizeof(uint64_t)];
  56
  57         unsigned int i, workerid = rte_get_next_lcore(rte_lcore_id(), 0, 0);
  58         volatile uint64_t *pdata = &data[0];
  59         *pdata = 1;
  60         rte_eal_remote_launch((lcore_function_t *)flip_bit, &data[0], workerid);
  61         while (*pdata)
  62                 rte_pause();
  63
  64         const uint64_t start_time = rte_rdtsc();
  65         for (i = 0; i < (1 << ITER_POWER_CL); i++) {
  66                 while (*pdata)
  67                         rte_pause();
  68                 *pdata = 1;
  69         }
  70         const uint64_t end_time = rte_rdtsc();
  71
  72         while (*pdata)
  73                 rte_pause();
  74         *pdata = 2;
  75         rte_eal_wait_lcore(workerid);
  76         printf("==== Cache line switch test ===\n");
  77         printf("Time for %u iterations = %"PRIu64" ticks\n", (1<<ITER_POWER_CL),
  78                         end_time-start_time);
  79         printf("Ticks per iteration = %"PRIu64"\n\n",
  80                         (end_time-start_time) >> ITER_POWER_CL);
  81 }
  82
  83 /*
  84  * returns the total count of the number of packets handled by the worker
  85  * functions given below.
  86  */
  87 static unsigned
  88 total_packet_count(void)
  89 {
  90         unsigned i, count = 0;
  91         for (i = 0; i < worker_idx; i++)
  92                 count += worker_stats[i].handled_packets;
  93         return count;
  94 }
  95
  96 /* resets the packet counts for a new test */
  97 static void
  98 clear_packet_count(void)
  99 {
 100         memset(&worker_stats, 0, sizeof(worker_stats));
 101 }
 102
 103 /*
 104  * This is the basic worker function for performance tests.
 105  * it does nothing but return packets and count them.
 106  */
 107 static int
 108 handle_work(void *arg)
 109 {
 110         struct rte_distributor *d = arg;
 111         unsigned int num = 0;
 112         int i;
 113         unsigned int id = __atomic_fetch_add(&worker_idx, 1, __ATOMIC_RELAXED);
 114         struct rte_mbuf *buf[8] __rte_cache_aligned;
 115
 116         for (i = 0; i < 8; i++)
 117                 buf[i] = NULL;
 118
 119         num = rte_distributor_get_pkt(d, id, buf, buf, num);
 120         while (!quit) {
 121                 worker_stats[id].handled_packets += num;
 122                 num = rte_distributor_get_pkt(d, id, buf, buf, num);
 123         }
 124         worker_stats[id].handled_packets += num;
 125         rte_distributor_return_pkt(d, id, buf, num);
 126         return 0;
 127 }
 128
 129 /*
 130  * This basic performance test just repeatedly sends in 32 packets at a time
 131  * to the distributor and verifies at the end that we got them all in the worker
 132  * threads and finally how long per packet the processing took.
 133  */
 134 static inline int
 135 perf_test(struct rte_distributor *d, struct rte_mempool *p)
 136 {
 137         unsigned int i;
 138         uint64_t start, end;
 139         struct rte_mbuf *bufs[BURST];
 140
 141         clear_packet_count();
 142         if (rte_mempool_get_bulk(p, (void *)bufs, BURST) != 0) {
 143                 printf("Error getting mbufs from pool\n");
 144                 return -1;
 145         }
 146         /* ensure we have different hash value for each pkt */
 147         for (i = 0; i < BURST; i++)
 148                 bufs[i]->hash.usr = i;
 149
 150         start = rte_rdtsc();
 151         for (i = 0; i < (1<<ITER_POWER); i++)
 152                 rte_distributor_process(d, bufs, BURST);
 153         end = rte_rdtsc();
 154
 155         do {
 156                 usleep(100);
 157                 rte_distributor_process(d, NULL, 0);
 158         } while (total_packet_count() < (BURST << ITER_POWER));
 159
 160         rte_distributor_clear_returns(d);
 161
 162         printf("Time per burst:  %"PRIu64"\n", (end - start) >> ITER_POWER);
 163         printf("Time per packet: %"PRIu64"\n\n",
 164                         ((end - start) >> ITER_POWER)/BURST);
 165         rte_mempool_put_bulk(p, (void *)bufs, BURST);
 166
 167         for (i = 0; i < rte_lcore_count() - 1; i++)
 168                 printf("Worker %u handled %u packets\n", i,
 169                                 worker_stats[i].handled_packets);
 170         printf("Total packets: %u (%x)\n", total_packet_count(),
 171                         total_packet_count());
 172         printf("=== Perf test done ===\n\n");
 173
 174         return 0;
 175 }
 176
 177 /* Useful function which ensures that all worker functions terminate */
 178 static void
 179 quit_workers(struct rte_distributor *d, struct rte_mempool *p)
 180 {
 181         const unsigned int num_workers = rte_lcore_count() - 1;
 182         unsigned int i;
 183         struct rte_mbuf *bufs[RTE_MAX_LCORE];
 184
 185         rte_mempool_get_bulk(p, (void *)bufs, num_workers);
 186
 187         quit = 1;
 188         for (i = 0; i < num_workers; i++) {
 189                 bufs[i]->hash.usr = i << 1;
 190                 rte_distributor_process(d, &bufs[i], 1);
 191         }
 192
 193         rte_mempool_put_bulk(p, (void *)bufs, num_workers);
 194
 195         rte_distributor_process(d, NULL, 0);
 196         rte_distributor_flush(d);
 197         rte_eal_mp_wait_lcore();
 198         quit = 0;
 199         worker_idx = 0;
 200 }
 201
 202 static int
 203 test_distributor_perf(void)
 204 {
 205         static struct rte_distributor *ds;
 206         static struct rte_distributor *db;
 207         static struct rte_mempool *p;
 208
 209         if (rte_lcore_count() < 2) {
 210                 printf("Not enough cores for distributor_perf_autotest, expecting at least 2\n");
 211                 return TEST_SKIPPED;
 212         }
 213
 214         /* first time how long it takes to round-trip a cache line */
 215         time_cache_line_switch();
 216
 217         if (ds == NULL) {
 218                 ds = rte_distributor_create("Test_perf", rte_socket_id(),
 219                                 rte_lcore_count() - 1,
 220                                 RTE_DIST_ALG_SINGLE);
 221                 if (ds == NULL) {
 222                         printf("Error creating distributor\n");
 223                         return -1;
 224                 }
 225         } else {
 226                 rte_distributor_clear_returns(ds);
 227         }
 228
 229         if (db == NULL) {
 230                 db = rte_distributor_create("Test_burst", rte_socket_id(),
 231                                 rte_lcore_count() - 1,
 232                                 RTE_DIST_ALG_BURST);
 233                 if (db == NULL) {
 234                         printf("Error creating burst distributor\n");
 235                         return -1;
 236                 }
 237         } else {
 238                 rte_distributor_clear_returns(db);
 239         }
 240
 241         const unsigned nb_bufs = (511 * rte_lcore_count()) < BIG_BATCH ?
 242                         (BIG_BATCH * 2) - 1 : (511 * rte_lcore_count());
 243         if (p == NULL) {
 244                 p = rte_pktmbuf_pool_create("DPT_MBUF_POOL", nb_bufs, BURST,
 245                         0, RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE, rte_socket_id());
 246                 if (p == NULL) {
 247                         printf("Error creating mempool\n");
 248                         return -1;
 249                 }
 250         }
 251
 252         printf("=== Performance test of distributor (single mode) ===\n");
 253         rte_eal_mp_remote_launch(handle_work, ds, SKIP_MAIN);
 254         if (perf_test(ds, p) < 0)
 255                 return -1;
 256         quit_workers(ds, p);
 257
 258         printf("=== Performance test of distributor (burst mode) ===\n");
 259         rte_eal_mp_remote_launch(handle_work, db, SKIP_MAIN);
 260         if (perf_test(db, p) < 0)
 261                 return -1;
 262         quit_workers(db, p);
 263
 264         return 0;
 265 }
 266
 267 REGISTER_TEST_COMMAND(distributor_perf_autotest, test_distributor_perf);